Ciclo del Fosforo

El Ciclo del Fósforo se refiere al ciclo biogeoquímico por el cual el fósforo se mueve a través de la biosfera, la hidrosfera y la litosfera. La atmósfera no juega un papel importante en el ciclo del fósforo. Esto se debe a que el fósforo y los compuestos a base de fósforo no se encuentran en el aire en estado gaseoso.

¿Qué es el Ciclo del Fósforo?

El fósforo de fórmula (PO43-) es un elemento químico que se encuentra en la Tierra, en numerosas formas compuestas y es esencial para la vida, ubicado en el agua, el suelo y los sedimentos. Las cantidades de fósforo en el suelo son generalmente pequeñas, lo que a menudo limita el crecimiento de las plantas. Los animales absorben los fosfatos comiendo plantas o animales que se alimentan de plantas.

Efectos del Ciclo del Fosforo

El fósforo es un nutriente crucial para las plantas y los animales. Por ejemplo, forma un componente integral de los genes y también desempeña un papel importante en el ciclo energético del trifosfato de adenosina (ATP). Sin fósforo, no podrías contraer tus músculos.

Normalmente son sólidos en el rango estándar de presión y temperatura que se encuentra en la Tierra. Por lo tanto, el fósforo se puede encontrar principalmente como pequeñas partículas de polvo en la atmósfera. Principalmente circula a través del suelo, el agua y los sedimentos.

Esto significa que existe un ciclo del fósforo basado en la tierra y un ciclo del fósforo basado en el agua. El ciclo terrestre transfiere el fósforo del suelo a las plantas y a los animales. Luego se hace un ciclo de regreso a la tierra de nuevo. El ciclo acuático, por otra parte, hace circular el fósforo entre los organismos que viven en el medio acuático.

Este artículo examina detalladamente el proceso del ciclo del fósforo, incluyendo algunos datos importantes sobre el ciclo. Vamos a zambullirnos.

Etapas del Ciclo del Fósforo

El Ciclo del Fósforo pasa por 4 pasos principales:

Intemperismo

A la luz del hecho de que el fósforo se encuentra más comúnmente en las rocas, el ciclo del fósforo comienza en la corteza terrestre. La intemperie hace que las sales de fosfato se rompan de las rocas. Las sales se arrastran al suelo, donde se mezclan con la tierra.

Esto nos lleva al segundo paso, donde el fósforo es absorbido por las plantas y los animales.

Absorción por Flora y Fauna

Las plantas absorben sales de fosfato disueltas en el agua del suelo. Cabe señalar que las cantidades de fósforo en el suelo son normalmente pequeñas. Esto lo convierte en uno de los principales factores que socavan el crecimiento de las plantas.

Eso explica por qué a menudo aplicamos fertilizantes fosfatados en las tierras agrícolas. Las plantas acuáticas absorben el fósforo en forma inorgánica del agua y de la capa inferior de los cuerpos de agua.

A la luz del hecho de que las sales de fosfato no son muy solubles en agua, también son factores limitantes para el crecimiento de las plantas en los ecosistemas acuáticos.

Absorción por parte de los animales

Los animales absorben el fósforo comiendo plantas o animales que se alimentan de plantas. Es decir, tanto las plantas marinas como las terrestres son consumidas por animales herbívoros, aves y peces.

En consecuencia, la forma orgánica del fósforo se transfiere al siguiente nivel de consumidores. Por lo tanto, los carnívoros obtienen fósforo comiendo herbívoros.

Cabe señalar que el ritmo del ciclo del fósforo es mucho más rápido en plantas y animales que en rocas y sedimentos.

Regreso del fósforo al ecosistema

Cuando las plantas, los animales, las aves y los peces mueren, se depositan en el suelo y en los cuerpos de agua. Bajo condiciones ambientales propicias, las bacterias y otros microbios descomponen los organismos muertos.

Durante la descomposición, la forma orgánica del fósforo se convierte en una forma inorgánica, que luego se recicla al suelo y al agua.

Después de eso, el elemento terminará en formaciones rocosas o sedimentos, donde permanecerá durante millones de años.

Al final, el fósforo se libera de nuevo al suelo a través de la erosión y es absorbido por las plantas. Y el ciclo del fósforo comienza de nuevo.

El fósforo permanece en una unidad particular del ecosistema durante un período más largo, pero finalmente vuelve a reciclarse en el medio ambiente. Por lo tanto, la composición porcentual de este elemento se mantiene prácticamente constante.

Según estudios científicos, el ciclo del fósforo es el más lento de todos los ciclos biogeoquímicos. Si quieres conocer otros datos interesantes sobre este ciclo, sigue leyendo.

El papel del Ciclo del fósforo en animales y plantas

El fósforo es un nutriente esencial para los animales y las plantas. Desempeña un papel fundamental en el desarrollo celular y es un componente clave de las moléculas que almacenan energía, como el ATP (trifosfato de adenosina), el ADN y los lípidos (grasas y aceites).

La insuficiencia de fósforo en el suelo puede resultar en una disminución del rendimiento de los cultivos. El fósforo se mueve en un ciclo a través de rocas, agua, suelo y sedimentos y organismos.

La mayor parte del fósforo no está disponible para las plantas, esto es debido a que la mayoría de nuestro fósforo está encerrado en sedimentos y rocas, no está disponible para que las plantas lo usen.

Gran parte del fósforo de los suelos tampoco está disponible para las plantas.

Disponibilidad del fósforo

Bacterias: Las bacterias convierten el fosfato disponible en las plantas en formas orgánicas que no están disponibles para las plantas. Aunque otras bacterias producen fosfato por mineralización, su contribución es pequeña.

Adsorción: El fósforo inorgánico (y disponible) puede ser ligado químicamente (adsorbido) a las partículas del suelo, haciéndolo inasequible para las plantas. La desorción es la liberación de fósforo adsorbido de su estado ligado a la solución del suelo.

pH: Los compuestos inorgánicos de fósforo necesitan ser solubles para ser absorbidos por las plantas. Esto depende de la acidez (pH) del suelo. Si los suelos tienen menos de pH 4 o más de pH 8, el fósforo comienza a atarse con otros compuestos, haciéndolo menos disponible para las plantas.

Muchos cultivos necesitan más fósforo del que se disuelve en el suelo para crecer de manera óptima. Además, los cultivos se cosechan y se eliminan, sin dejar vegetación en descomposición que reemplace al fósforo.

Por lo tanto, los agricultores reponen la «piscina» de fósforo añadiendo fertilizantes o efluentes para reemplazar el fósforo absorbido por las plantas.

Fertilizantes fosfatados

Muchos agricultores reponen el fósforo mediante el uso de fertilizantes fosfatados. El fósforo se obtiene mediante la extracción de depósitos de fosfato de roca.

El ácido sulfúrico producido localmente se utiliza para convertir el fosfato de roca insoluble en una forma más soluble y utilizable: un producto fertilizante llamado superfosfato.

En Nueva Zelanda, el superfosfato se fabrica utilizando roca importada principalmente de Marruecos.

El ajuste del pH del suelo para que la planta pueda absorber eficazmente el fosfato debe realizarse antes de la fertilización. Por ejemplo, la adición de cal reduce la acidez del suelo, lo que proporciona un ambiente donde el fosfato está más disponible para las plantas.

Contaminación del Ciclo del Fosforo

Cuando los campos están sobrefertilizados (a través de fertilizantes comerciales o estiércol), el fosfato no utilizado por las plantas puede perderse del suelo a través de la lixiviación y la escorrentía del agua.

Este fosfato termina en las vías fluviales, lagos y estuarios. El exceso de fosfato causa un crecimiento excesivo de las plantas en las vías fluviales, lagos y estuarios, lo que conduce a la eutrofización.

En la agricultura se están tomando medidas para reducir las pérdidas de fosfato a fin de maximizar la eficiencia de las aplicaciones de fertilizantes y efluentes.

Los científicos hacen observaciones y desarrollan sus explicaciones utilizando la inferencia, la imaginación y la creatividad. A menudo utilizan modelos para ayudar a otros científicos a entender sus teorías. El diagrama del ciclo del fósforo es un ejemplo de un modelo explicativo.

Los diagramas demuestran la creatividad que necesitan los científicos para utilizar sus observaciones para desarrollar modelos y comunicar sus explicaciones a los demás.

Eutrofización y zonas muertas

La mayoría de los fertilizantes utilizados en la agricultura -y en céspedes y jardines- contienen nitrógeno y fósforo, que pueden ser transportados a los ecosistemas acuáticos en la escorrentía superficial.

El fertilizante transportado en la escorrentía puede causar un crecimiento excesivo de algas u otros microbios que antes estaban limitados por el nitrógeno o el fósforo. Este fenómeno se llama eutrofización.

Al menos en algunos casos, el fósforo, y no el nitrógeno, parece ser el principal causante de la eutrofización.

¿Por qué es dañina la eutrofización? Algunas algas hacen que el agua tenga mal sabor u olor o que produzca compuestos tóxicos.

Además, cuando todas esas algas mueren y son descompuestas por microbios, se consumen grandes cantidades de oxígeno a medida que sus cuerpos se descomponen. Este aumento en el uso de oxígeno puede reducir drásticamente los niveles de oxígeno disuelto en el agua y puede llevar a la muerte por hipoxia (falta de oxígeno) para otros organismos acuáticos, como los mariscos y los peces de aleta.

Las regiones de lagos y océanos que están agotados de oxígeno debido a la afluencia de nutrientes se denominan zonas muertas. El número de zonas muertas ha aumentado durante varios años, y más de 400 de estas zonas existían en 2008.

Una de las peores zonas muertas se encuentra frente a las costas de los Estados Unidos en el Golfo de México. La escorrentía de fertilizantes de la cuenca del río Mississippi creó una zona muerta de más de 8,463 millas cuadradas. Como se puede ver en la siguiente figura, las zonas muertas se encuentran en áreas de alta industrialización y densidad de población en todo el mundo.

El mapa del mundo muestra las zonas donde se producen zonas muertas. Las zonas muertas están presentes a lo largo de la costa oriental y occidental de los Estados Unidos, en los mares del Norte y el Mediterráneo, y frente a la costa oriental de Asia.

Daños al Ciclo del Fosforo

Datos interesantes sobre el ciclo del fósforo

  • A Hennig Brand se le atribuye el descubrimiento del elemento fósforo en 1669 en Alemania.
  • Cuando descubrió el fósforo, Brand se convirtió en la primera persona en ser reconocida por descubrir un elemento.
  • Lo más probable es que usted pueda encontrar fósforo bajo tierra en rocas y suelos. Y es esencial para el crecimiento de las plantas.
  • La mayoría del fósforo extraído se utiliza en la fabricación de fertilizantes artificiales.
  • Cuando se lavan cantidades excesivas de fertilizante que contiene fósforo en los cuerpos de agua, esto puede resultar en la floración de algas o en un aumento en el crecimiento de algas.
  • El ciclo del fósforo tiene lugar a un ritmo mucho más lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos. Esto se atribuye al hecho de que los procesos que impulsan el fósforo ocurren a un ritmo más lento.
  • El fósforo juega un papel crítico en mantener el ADN (ácido desoxirribonucleico) unido.

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